[發明專利]一種常溫制備核殼結構的Ag/TiO2

有效

• 申請號: 202010989621.2
• 申請日: 2020-09-19
• 公開（公告）號: CN112058260B
• 公開（公告）日: 2023-04-11
• 發明（設計）人: 馮瑤瑤;李超;尹恩懷;卓龍超;劉文
• 申請（專利權）人: 西安瑞特三維科技有限公司
• 主分類號: B01J23/50
• 分類號: B01J23/50;B01J35/02;A01N59/00;A01P3/00;A01P1/00
• 代理公司: 西安匠星互智知識產權代理有限公司 61291
• 代理人: 陳星

本發明提出一種常溫制備核殼結構的Ag/TiOsubgt;2/subgt;納米顆粒的方法及其應用，將鈦前驅體、分散劑、納米銀顆粒水溶液以乙醇和水為溶劑，在20?40℃下攪拌水解得混合液；將pH調節劑加入所述混合液中，調節pH為3?5，于50?70℃下反應完成后，降至室溫得Ag/TiOsubgt;2/subgt;納米顆粒溶膠；將所述Ag/TiOsubgt;2/subgt;納米顆粒溶膠在室溫攪拌陳化至少24小時，離心洗滌，凍干后得核殼結構Ag/TiOsubgt;2/subgt;納米顆粒。本發明提出的常溫制備方法有助于提高制備Ag/TiOsubgt;2/subgt;核殼結構納米顆粒的生產效率和降低生產條件，構筑了Ag/TiOsubgt;2/subgt;核殼復合結構納米顆粒的精細合成工藝。本發明制備的Ag/TiOsubgt;2/subgt;核殼納米顆粒中，Ag作為核層，TiOsubgt;2/subgt;作為殼層，其中合成Ag顆粒的尺寸在20～60nm，殼層的厚度在10～30nm，Ag/TiOsubgt;2/subgt;核殼納米顆粒通過二元協同作用使Ag/TiOsubgt;2/subgt;核殼結構納米復合顆粒發揮出更有效的性能。

技術領域

本發明屬于功能納米材料制備領域，具體為一種常溫制備核殼結構的Ag/TiO₂納米顆粒的方法及其在納米光觸媒抗菌消毒方面的應用。

背景技術

納米級TiO₂電子結構具有以下特點，在光照下，能吸收相當于帶隙能量以下的光能，使其表面發生激勵而產生具有很強的還原和氧化能力的電子(e-)和空穴(h+)，能有效地降解空氣中有毒有害氣體及殺滅多種細菌，并能將細菌或真菌釋放出的毒素分解，防止毒素引起二次污染。然而，納米TiO₂單一材料由于對外界光線的利用率不高，光生電子-空穴對容易復合致使最終產生的活性基團少，存在光催化活性低等缺點，限制了其應用場所。

Ag/TiO₂復合納米材料能在一定程度上解決上述問題。由于Ag/TiO₂的復合會產生肖特基結或者銀摻雜形成中間雜質能級，能有效地分離電子-空穴對，并拓展其光響應范圍，從而能在較大程度上提高的光催化性能。另外，Ag/TiO₂復合納米材料既能在外界光照下產生活性基團進行光催化抗菌，同時在無光條件下也能緩釋出Ag⁺同樣進行殺菌，實現更高效的殺菌能力。因此，Ag/TiO₂復合納米材料結合二氧化鈦的光觸媒特性和銀較高的抗菌性，因此可以在有光和無光條件下應用于更廣的殺菌范圍，并且增強殺菌性能，可選擇性的分別應用于納米光觸媒抗菌液、納米光觸媒抗菌液織物、納米光觸媒抗菌涂層、納米光觸媒抗菌濾芯等防疫方向。

目前制備Ag/TiO₂復合納米材料的方案有：

專利【CN102630706?A】公開了一種AgTiO₂核殼結構納米復合材料的制備方法，其中銀納米顆粒均勻的散落在TiO₂微球表面，其中銀顆粒大小為20-100納米，復合材料大小為1-2微米。該方法通過一步水熱法簡單的制備AgTiO₂材料。此材料有較好的抗菌性能。但該方法制備的并非傳統意義的核殼結構，水熱法需要高溫170-175℃。

專利【CN103894191?A】公開了一種分層Ag@TiO₂核殼結構納米顆粒的制備方法，其能廣泛的應用于抗菌，光催化等領域。該方法同樣是水熱法包覆，需要在反應釜中180℃保存12小時。該方法需要通過反應釜高溫反應，反應溫度高耗能大，且不適合批量生產。

專利【CN102189271?B】公開了一種Ag/TiO₂納米復合材料的制備方法，利用液相激光燒蝕產生的TiO_x膠體加入到硝酸銀中水熱處理制備。該方法需要在高溫反應釜中170-190℃水熱處理14-18小時，且需要通過激光刻蝕技術，依賴高性能設備體系。